JPH0249481Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、熱交換器を加熱するガスバーナへの
ガス供給量を、熱交換器への通水量の増減に応じ
て比例的に増減させるようにしたガス湯沸器に関
する。

〔従来技術〕

この種のガス湯沸器は、熱交換器への通水量の
増減に応じてガス供給量が比例的に増減するの
で、通水量が変化しても出湯温度はほぼ一定に保
たれる。そして出湯温度の調節は、例えば特開昭
61−72923号公報に示す如く、ガス弁を作動させ
るダイヤフラム装置と関連して設けた温度調節弁
により熱交換器への通水量とガス供給量の比率を
変えて行つている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

かかる従来技術においては、ガス供給量の比率
を減少させて出湯温度を低下させると熱交換器の
温度が低下するので燃焼ガス中の水分が熱交換器
の表面に結露し、ドレンとなつて滴り落ちる。こ
のようなドレンは燃焼ガス中の硫黄酸化物や窒素
酸化物を溶解して強酸性となつているので熱交換
器やガス湯沸器の内部を腐蝕して耐久性を低下さ
せるという問題がある。また、給水が熱交換器を
通過するには或る時間を要するので、温度調節弁
により通水量とガス供給量の比率を変えても直ち
には出湯温度は変化しないので時間遅れが生じる
という問題がある。

此等の問題を解決する手段として通水量とガス
供給量の比率を一定として熱交換器により加熱さ
れる給水を常に所定の高温度の熱湯とし、これを
混合弁により冷水と混合して所望の設定温度の出
湯を得るようにすることが考えられる。しかしな
がら、このような技術においてはダイヤフラム装
置及び熱交換器への通水量は全給水量の一部とな
るので、出湯温度を低温に設定しかつ出湯量を減
少させた場合には、ダイヤフラム装置への通水量
の大幅な減少によりガス弁の開口面積が減少し過
ぎてガスバーナの燃焼が不安定となつて熱交換器
からの熱湯の温度が変動する。一方、全給水量が
増大して熱交換器への通水量がガスバーナの最大
能力に対応する流量以上となれば加熱不足が生じ
て熱交換器からの熱湯の温度が低下する。通常の
ガス湯沸器では、このように熱交換器からの熱湯
が所定の高温度となるように設定しても、使用条
件によつては前記熱湯の温度が変化するので、設
定された所望の温度の出湯を広範囲にわたつて安
定して得るためには、混合弁として熱湯入口側と
冷水入口側の両方の開度を連動して制御する構造
となり複雑で高価なものを用いなければならない
という問題がある。本考案は熱交換器からの熱湯
の温度が変化しないようにして混合弁の構造を簡
略化し、上記問題を解決しようとするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本考案によるガス湯沸器は、添付
図面に例示す如く、ガスバーナ２４により加熱さ
れる熱交換器１６に連通する給水通路１０に設け
られ該熱交換器への通水量に応じて変位するダイ
ヤフラム４１を有するダイヤフラム装置４０と、
前記ダイヤフラムに連動され前記通水量の増減に
応じて前記ガスバーナ２４へのガス供給量を増減
させるガス弁２５を備えてなるガス湯沸器におい
て、熱湯入口５３、冷水入口５４及び出湯口５５
をそれぞれ両端部及び中間部に開口した通路５
２、前記両入口５３，５４の何れか一方のみと前
記出湯口５５との間において前記通路５２内に設
けられた単一の混合弁座５２ａ並びにこの混合弁
座と対向して設けられ設定された出湯温度に応じ
て変位して同混合弁座との間の開口面積を調整す
る単一の混合弁体５６により構成された混合弁５
０と、前記通水量が前記ガスバーナ２４の安定燃
焼に必要な前記ガス弁２５の最低開度を維持する
ための最小流量Qo以下となれば閉となる自動弁
７０と、前記給水通路１０に設けられて前記通水
量が前記ガスバーナ２４の最大能力に対応する最
大流量以上となることを制限する定流量弁６０を
備え、前記ダイヤフラム装置４０は前記通水量の
如何に拘わらず前記熱交換器１６により常にほぼ
所定温度の熱湯が得られるようにその作動特性を
設定すると共にこの熱湯を前記熱湯入口５３に供
給し、前記冷水入口５４には前記ダイヤフラム装
置４０の上流側より分岐された給水を前記自動弁
７０を介して供給したことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

ガス湯沸器への全給水量が多い場合、特に出湯
温度を高温に設定した場合は、熱交換器１６への
通水量は増大するが、この通水量は定流量弁６０
の作用によりガスバーナ２４の最大能力に対応す
る最大流量以上にならないように制限されるの
で、熱交換器１６からの熱湯の温度が所定の高温
度より低下することはない。また、全給水量が少
ない場合、特に出湯温度を低温に設定した場合、
熱交換器１６への通水量は大幅に減少しようとす
るが、この通水量がガスバーナ２４の安定燃焼に
必要な前記ガス弁５の最低開度を維持するための
最小流量Qoに近付けば、自動弁７０の開度は減
少して閉となるので全給水量の全部または大部分
がダイヤフラム装置４０及び熱交換器１６に通水
される。従つて全給水量すなわち出湯量が減少し
た状態においては、その減少の割合に比してダイ
ヤフラム装置４０及び熱交換器１６への通水量の
減少の割合は小となり、ガスバーナ２４へのガス
供給量の減少の割合も小となるので、出湯量が大
幅に減少するまでガスバーナ２４の燃焼が不安定
となつて熱交換器１６からの熱湯の温度が変動す
ることはない。熱交換器１６から混合弁５０の熱
湯入口５３に供給された所定の高温度の熱湯と、
自動弁７０を経て冷水入口５４に供給された冷水
は、設定された出湯温度に応じた比率で混合さ
れ、所定の出湯温度となつて給湯管に送られて出
湯される。

〔考案の効果〕

上述の如く、本考案によれば、熱交換器からの
熱湯の温度は、出湯量が大幅に減少した場合を除
き常に所定の高温度に保たれて変化することがな
いので、単一の混合弁座と単一の混合弁体を用い
た混合弁で所望の温度の出湯を広範囲にわたつて
安定して得ることができる。従つてガス湯沸器の
機能を低下させることなく混合弁の構造を簡略化
して製造原価を低下させることができる。

〔実施例〕

以下に、添付図面に示す実施例により、本考案
の説明をする。

第１図に示す如く、ガスバーナ２４により加熱
される熱交換器１６への給水通路１０の途中には
ダイヤフラム装置４０が設けられ、このダイヤフ
ラム装置４０はガスバーナ２４へのガス供給路２
０に設けたガス弁２５の開度を熱交換器１６への
通水量に応じて連続的に変化させるようになつて
いる。

ガス通路２０はガス通路ハウジング３２内に形
成された管路２１、ガス導入管２２及びノズル管
２３の各部分よりなり、ガス通路ハウジング３２
内にはガス弁２５が設けられている。ガス弁２５
は管路２１の内壁に形成された弁座２６とスプリ
ング２８により付勢される弁体２７を有し、弁体
２７は通常は開閉部２７ｂが弁座２６に当接され
てガス弁２５を閉じているが、スプリング２８に
抗して第１図において右方に移動すれば先ず開閉
部２７ｂが弁座２６から離れてガス弁２５を最低
開度とし、次いで更に右方に移動するにつれて比
例部２７ａと弁座２６の間の開口面積が増大して
ガス弁２５の開度を増大し、ガスバーナ２４への
ガス供給量を増大させるよう構成されている。

給水通路１０は、ダイヤフラム装置４０を境と
して上流側の前半部１１並びに下流側の後半部１
２及びバイパス１３よりなり、各部分１１，１
２，１３は何れもダイヤフラム装置４０の１次室
４２に開口されている。前半部１１は互いに固定
された給水路ハウジング３０及び給水管３３によ
り形成され、後半部１２及びバイパス１３は給水
路ハウジング３０及び接続管１４により形成され
ている。

給水路ハウジング３０とこれに固定されたカバ
ー３１の間に形成された空間は両部材３０，３１
に挾持されたダイヤフラム４１により１次室４２
及び２次室４３に分離され、此等ダイヤフラム４
１及び両室４２，４３がダイヤフラム装置４０の
主要部分を構成している。給水通路１０の後半部
１２にはベンチユリ４６が設けられ、２次室４３
は連通路４７、ベンチユリ４６外周の環状溝４６
ｂ及び小孔４６ａを介してベンチユリ４６の負圧
発生部に連通されている。一方、ダイヤフラム４
１の中央に固定した先細形状の突出した弁部材４
４は、１次室４２へ開口するバイパス１３の一端
部に設けた環状部材４４ａ内に挿入されて両部材
４４，４４ａの間に絞り部４５を形成している。
熱交換器１６への通水量は主としてベンチユリ４
６と絞り部４５の抵抗に応じた比率にて給水通路
１０の後半部１２とバイパス１３とに分配され、
後半部１２に分配された流量によりベンチユリ４
６に生ずる負圧は２次室４３に伝達されてダイヤ
フラム４１に第１図において右方に向かう作動力
を生ぜしめ、この作動力はロツド４９および弁棒
２９によりガス弁２５の弁体２７に伝えられる。
前記通水量が少なければ前記作動力も小さいので
ダイヤフラム４１は変位せず、ガス弁２５は閉じ
ているが、所定の最小流量（後述のQoと一致）
まで増大すればダイヤフラム４１はスプリング２
８に抗して右方に変位し、弁体２７を移動させて
ガス弁２５を最低開度に開き、ガスバーナ２４の
安定燃焼に必要な最低量のガスを供給する。この
最低量のガスの燃焼により加熱された場合に熱交
換器１６内において沸騰が生じないように、前記
通水量の最小流量は定められる。通水量が更に増
大すればその増大につれてダイヤフラム４１はス
プリング２８を撓ませて変位し、弁体２７を移動
させてガス弁２５の開度を増大させる。なお、通
水量の増大につれて絞り部４５の開口面積は増大
し、これにより通水量の分配比率はバイパス１３
側の比率が増大する。以上の作用により、ガスバ
ーナ２４へのガス供給量は熱交換器１６への通水
量とほぼ比例したものとなる。しかして、熱交換
器１６から後述の混合弁５０に供給される熱湯の
温度が常に所定の高温度となるように、前記通水
量とガス供給量の比率は設定されている。

給水通路１０の前半部１１のうち給水路ハウジ
ング３０内に形成される部分には定流量弁６０が
設けられている。定流量弁６０は給水路ハウジン
グ３０内に形成された嵌合孔１０ａに摺動自在に
嵌合されてスプリング６３により上流側に付勢さ
れた摺動筒６２及びこれと同心的に支持された先
細の先端部を摺動筒６２の内向フランジ部６２ａ
中央の開口６２ｂ内に挿入して開口６２ｂとの間
に可変絞り部６１を形成するテーパ部材６５を備
えている。テーパ部材６５の根本部は給水路ハウ
ジング３０に固定された案内筒６９により摺動自
在に支持され、案内筒６９との間に介装したスプ
リング６８により上流側に付勢され、その先端は
嵌合孔１０ａと同心的に給水通路１０内に支持さ
れた熱応動部材６６先端の作動部６６ａに当接支
持されている。熱応動部材６６は給水路ハウジン
グ３０内にクリツプ止めされた支持円板６７によ
り支持され、支持円板６７は熱交換器１６への給
水を通過させる連通孔を有し、またスプリング６
３により付勢される摺動筒６２のストツパを形成
している。摺動筒６２は熱交換器１６への通水量
がガス弁２５の最大開度すなわちガスバーナ２４
の最大能力に対応する最大流量に達すれば、内向
フランジ部６２ａの前後に生じる圧力差によりス
プリング６３に抗して下流側に移動して可変絞り
部６１の通路面積を減少させ、通水量が前記最大
流量以上となるのを防止して混合弁５０の熱湯入
口５３に供給される熱湯が常に所定の高温度に保
たれるようにするものである。

本実施例においては、ロツド６４を介してテー
パ部材６５と連動する給水温度補償弁４８が設け
られ、ベンチユリ４６外周の環状溝４６ｂはこの
給水温度補償弁４８と連通路４８ａ，４８ｂを介
して給水通路１０の前半部１１と連通されてい
る。給水温度が低温の状態では、熱応動部材６６
先端の作動部６６ａが縮んでテーパ部材６５を後
退（第１図において下方移動）させるので、可変
絞り部６１及び給水温度補償弁４８の開度は共に
小となり、これにより熱交換器１６への前記最大
流量の設定値を減少させ、また給水通路１０の前
半部１１から環状溝４６ｂ内への導入量を減少さ
せてベンチユリ負圧をほぼそのままダイヤフラム
装置４０の２次室４２に伝達する。一方、給水温
度が上昇すれば、上記とは逆にテーパ部材６５が
前進して可変絞り部６１及び給水温度補償弁４８
の開度は共に大となり、これにより前記最大流量
の設定値を増大させ、また給水通路１０の前半部
１１から環状溝４６ｂ内への冷水の導入量を増大
させてダイヤフラム装置４０の２次室４２内に導
入されるベンチユリ負圧を減少させる。これによ
り給水温度の上昇につれてガス弁２５の開度が小
となる方向に補正して給水温度が変化しても熱交
換器１６から混合弁５０に供給される熱湯の温度
が変化しないように補償し、また、給水温度の上
昇につれてガスバーナ２４の最大能力に対応する
熱交換器１６への通水量の最大値が増大するよう
に補正している。

次に混合弁５０につき説明する。混合弁５０の
ハウジング５１内に形成された通路５２の両端部
及び中間部には熱湯入口５３、冷水入口５４及び
出湯口５５が開口され、熱湯入口５３は熱交換器
１６に、冷水入口５４は後述する自動弁７０及び
分岐路１１ａを経て給水通路１０の前半部１１
に、出湯口５５は給湯管１７にそれぞれ連通され
ている。冷水入口５４と出湯口５５の間の通路５
２の内面に形成された単一の混合弁座５２ａと同
心的に、サーボモータ５８により軸方向に進退駆
動される弁軸５７が設けられ、その先端には単一
の混合弁座５２ａと対向して単一の混合弁体５６
が固定されている。。サーボモータ５８は制御装
置（図示せず）により制御され、給湯管１７に設
けられたサーミスタ（図示せず）等により検出さ
れた出湯温度が使用者により任意に設定された出
湯温度よりも低い場合には、弁軸５７を前進（第
１図において下方移動）させて混合弁座５２ａと
混合弁体５６の間の通路面積を減少させ、分岐管
１１ａから冷水の流入比率を減少させて出湯口５
５から給湯管１７に送り出される湯の温度を上昇
させ、一方、検出された出湯温度が設定された出
湯温度よりも高い場合には前記と逆に弁軸５７を
後退させ、分岐管１１ａからの冷水の流入比率を
増大させて給湯管１７に送り出される湯の温度を
低下させる。なお、出湯量の変更は給湯管１７の
末端に設けた給湯栓（図示せず）を使用者が開閉
することにより行なう。

混合弁５０の冷水入口５４と分岐管１１ａの間
に設けられる自動弁７０はダイヤフラム装置４０
と同心的に配置され、給水路ハウジング３０と一
体的に形成された自動弁座７２と、ダイヤフラム
４１と連動して作動する自動弁体７３を備えてい
る。ダイヤフラム４１中央部の突出した弁部材４
４に同心的に固定された支持ロツド７１の先端部
には、自動弁体７３がその中央のボス部を介して
軸方向摺動自在に同心的に支持され、支持ロツド
７１の中間部にクリツプ止めされたワツシヤ７４
との間に介装したスプリング７５により、支持ロ
ツド７１先端に係止したクリツプ８０に向けて付
勢されている。熱交換器１６への通水量が多く、
ダイヤフラム４１が第１図において右方に変位し
てガス弁２５がガスバーナ２４の安定燃焼に必要
な最低量のガスを供給する開度以上となつている
状態では自動弁体７３が自動弁座７２から離れ、
これにより自動弁７０は開状態となつて、混合弁
５０の冷水入口５４を分岐路１１ａと連通し、ま
た、前記通水量が減少してガス弁２５が前記開度
以下となれば、第１図に示す如く、自動弁体７３
が自動弁座７２に当接し、これにより自動弁７０
は閉状態となつて、冷水入口５４と分岐路１１ａ
の間の連通を閉じるように作動する。自動弁座７
２にはバイパス孔７６が設けられ、自動弁７０が
閉じた状態においてもその両側はバイパス孔７６
により連通されている。なお、自動弁体７３には
補助弁孔７３ａが設けられ、自動弁体７３のボス
部に嵌合され同ボス部にクリツプ止めしたワツシ
ヤ７９との間に介装したスプリング７８により付
勢された補助弁体７７により前記補助弁孔７３ａ
は通常は閉じられている。補助弁体７７は、給湯
管１７の末端に設けた給湯栓４（図示せず）の急
激な開閉等により給水通路１０の前半部１１の圧
力が一時的に上昇した場合に作動して補助弁孔７
３ａを開き、自動弁体７０の開弁動作を円滑なら
しめる。

次に本実施例の作動につき説明する。出湯温度
を最高温度に設定すれば混合弁５０の混合弁座５
２ａは混合弁体５６により閉じられているので、
第２図の特性曲線Ａに示す如く、給水管３３から
の全給水量は熱交換器１６への通水量となり、所
定の高温度に加熱されてそのまま給湯管１７から
出湯される。出湯温度を最高温度よりやや低く設
定すれば、混合弁体５６は混合弁座５２ａからや
や離れ、その間の開口面積に応じた量の冷水と、
熱交換器１６からの所定の高温度の加熱された熱
湯が混合弁５０に導入され、混合されて設定され
た出湯温度となつて給湯管１７に送り出される。
この場合の特性曲線は第２図のＥに示す如くな
る。以上の場合には、出湯量を多くすれば熱交換
器１６への通水量は増大するが、この通水量は定
流量弁６０の作用により、第２図に示す如く、ガ
スバーナ２４の最大能力に対応する最大流量
Qmax以上にならないように制限されるので、混
合弁５０に供給される熱湯の温度が加熱不足によ
り低下することはない。

出湯温度を低温に設定すれば混合弁体５６は混
合弁座５２から大きく離れて分岐管１１ａから多
量の冷水が混合弁５０に導入され、この場合の特
性曲線はＢに示す如くなる。この状態では、出湯
量が多い場合すなわち熱交換器１６への通水量が
ガスバーナ２４の安定燃焼に必要なガス弁２５の
最低開度を維持するための最小流量Qo以上であ
る場合には、熱交換器１６を通り所定の高温度に
加熱された流量Uaの熱湯と自動弁７０を通り混
合弁体５６により調整された流量Ubの冷水が混
合弁５０で混合され、設定された出湯温度となつ
て給湯管１７に送り出される。給湯管１７の末端
に設けた給湯栓（図示せず）を絞つて出湯量を減
少させれば、熱交換器１６への通水量も比例的に
減少しようとする。しかしながらこの通水量が減
少して最小流量Qoに近付けば自動弁７０の開度
が減少して熱交換器１６への通水量の比率を増大
させるので特性曲線Ｂに示す如くこの通水量はほ
ぼ最小流量Qoに保たれ、熱交換器１６により所
定の高温度に加熱されて混合弁５０に供給され
る。この状態においては混合弁５０に流入する冷
水の流量の比率が減少するので給湯管１７へ送り
出される湯温は設定温度よりも上昇する。更に出
湯量が減少してQa以下となれば熱交換器１６へ
の通水量は再び減少して最小流量Qo以下になる
が、この状態ではダイヤフラム装置４０によりガ
ス弁２５が閉となりガス湯沸器の作動は停止す
る。なお、最低出湯量Qaはバイパス孔７６の開
口面積により変化し、この開口面積が０ならば前
記最小流量Qoと一致し、この開口面積が増大す
ればQaも増大する。出湯温度を前記低温よりも
やや高温に設定すればその特性曲線はＣの如くな
り、更に高温に設定すれば特性曲線Ｄを経て前述
の特性曲線Ｅ，Ａとなる。

上述のごとく、本実施例においては、出湯温度
が高温に設定されかつ出湯量も多い状態かから、
出湯温度が低温に設定されかつ出湯量が熱交換器
１６への最小流量Qoに近いQaまで減少した状態
まで、混合弁５０の熱湯入口に供給される熱湯は
常に所定の高温度に維持されるので、混合弁５０
は単一の混合弁座５２ａと単一の混合弁体５６を
用いた簡単な構造のものであるにも拘わらず所望
の温度の出湯を安定して得ることができる。

なお、混合弁を備えたこの種のガス湯沸器にお
いて自動弁７０を備えていないものは、出湯温度
を低温に設定した場合の特性曲線は第２図の
B′に示す通りとなり、出湯量が前記Qaよりはか
なり大なるQb以下となればガス弁が閉となつて
ガス湯沸器の作動は停止する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるガス湯沸器の一実施例の
構造説明図、第２図は作動説明図である。 符号の説明、１０……給水通路、１６……熱交
換器、２４……ガスバーナ、２５……ガス弁、４
０……ダイヤフラム装置、４１……ダイヤフラ
ム、５０……混合弁、５２……通路、５２ａ……
混合弁座、５３……熱湯入口、５４……冷水入
口、５５……出湯口、５６……混合弁体、７０…
…自動弁、Qo……最小流量。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガスバーナにより加熱される熱交換器に連通す
   る給水通路に設けられ該熱交換器への通水量に応
   じて変位するダイヤフラムを有するダイヤフラム
   装置と、前記ダイヤフラムに連動され前記通水量
   の増減に応じて前記ガスバーナへのガス供給量を
   増減させるガス弁を備えてなるガス湯沸器におい
   て、熱湯入口、冷水入口及び出湯口をそれぞれ両
   端部及び中間部に開口した通路、前記両入口の何
   れか一方のみと前記出湯口との間において前記通
   路内に設けられた単一の混合弁座並びにこの混合
   弁座と対向して設けられ設定された出湯温度に応
   じて変位して同混合弁座との間の開口面積を調整
   する単一の混合弁体により構成された混合弁と、
   前記通水量が前記ガスバーナの安定燃焼に必要な
   前記ガス弁の最低開度を維持するための最小流量
   以下となれば閉となる自動弁と、前記給水通路に
   設けられて前記通水量が前記ガスバーナの最大能
   力に対応する最大流量以上となることを制限する
   定流量弁を備え、前記ダイヤフラム装置は前記通
   水量の如何に拘わらず前記熱交換器により常にほ
   ぼ所定温度の熱湯が得られるようにその作動特性
   を設定すると共にこの熱湯を前記熱湯入口に供給
   し、前記冷水入口には前記ダイヤフラム装置の上
   流側より分岐された給水を前記自動弁を介して供
   給したことを特徴とするガス湯沸器。